Документация

Чтобы реализовать FIR Decimator, необходимо сначала спроектировать его с помощью designMultirateFIR функция. Задайте интересующий коэффициент десятикратного уменьшения (обычно больше 1) и коэффициент интерполяции, равный 1. Можно использовать длину полуполифазы по умолчанию 12 и затухание в полосе задерживания по умолчанию 80 дБ. Также можно задать полуполифазную длину и затухание в полосе задерживания значения.

Спроектируйте дециматор конечной импульсной характеристики с коэффициентом десятикратного уменьшения, установленным на 3, и половинно-полифазной длиной, установленной на 14. Используйте затухание в полосе задерживания по умолчанию 80 дБ.

b = designMultirateFIR(1,3,14);

Предоставьте вектор коэффициентов, b, как вход в dsp.FIRDecimator Системный объект?.

FIRDecim = dsp.FIRDecimator(3,b);
fvtool(FIRDecim);

По умолчанию в fvtool показывает величину ответ. Перемещайтесь по fvtool панель инструментов, чтобы увидеть фазовый отклик, импульсную характеристику, задержку группы и другую информацию анализа фильтра.

Фильтрация входных входов шумной синусоиды с помощью FIRDecim объект. Синусоида имеет частоты 1000 Гц и 3000 Гц 3000 Гц. Шум является белым Гауссовым шумом со средним нулем и стандартным отклонением 1e-5. Децимированный выход будет иметь одну треть частоты дискретизации как входной параметр. Инициализируйте два dsp.SpectrumAnalyzer Системные объекты, один для входа и другой для выхода.

f1 = 1000;
f2 = 3000;
Fs = 8000;
source = dsp.SineWave('Frequency',[f1,f2],'SampleRate',Fs,...
    'SamplesPerFrame',1026);

specanainput = dsp.SpectrumAnalyzer('SampleRate',Fs,...
    'PlotAsTwoSidedSpectrum',false,...
    'ShowLegend',true,'YLimits',[-120 30],...
    'Title','Noisy Input signal',...
    'ChannelNames', {'Noisy Input'});
specanaoutput = dsp.SpectrumAnalyzer('SampleRate',Fs/3,...
    'PlotAsTwoSidedSpectrum',false,...
    'ShowLegend',true,'YLimits',[-120 30],...
    'Title','Filtered output',...
    'ChannelNames', {'Filtered output'});

Поток во входе и фильтрация сигнала в цикле обработки.

for Iter = 1:100
    input = sum(source(),2);
    noisyInput = input + (10^-5)*randn(1026,1);
    output = FIRDecim(noisyInput);
    specanainput(noisyInput)
    specanaoutput(output)
end

Вход имеет два пика: один с частотой 1000 Гц и другой с частотой 3000 Гц. Фильтр имеет lowpass с частотой полосы пропускания 0,3 * pi рад/выборка. С частотой дискретизации 8000 Гц, то есть частотой полосы пропускания 1200 Гц. Тон на частоте 1000 Гц не ослаблен, поскольку падает в полосе пропускания фильтра. Тон с частотой 3000 Гц отфильтровывается.

Точно так же можно спроектировать конечную импульсную характеристику интерполятор и конечная импульсная характеристика Rate Converter, предоставив соответствующие входы designMultirateFIR функция. Чтобы реализовать фильтры, передайте спроектированные коэффициенты в dsp.FIRInterpolator и dsp.FIRRateConverter объекты.

Преобразование скорости дискретизации является процессом преобразования скорости дискретизации сигнала с одной частоты дискретизации в другую частоту дискретизации. Многоступенчатые фильтры минимизируют количество расчетов, участвующих в преобразовании частоты дискретизации. Чтобы выполнить эффективное многоступенчатое преобразование скорости, dsp.SampleRateConverter объект:

Проект гарантирует, что сглаживание не происходит в промежуточных шагах.

В этом примере измените частоту дискретизации сигнала шумной синусоиды со скорости входа 192 кГц на скорость выхода 44,1 кГц. Инициализируйте объект преобразования частоты дискретизации.

SRC = dsp.SampleRateConverter;

Отображение информации о фильтре.

info(SRC)

ans =

    'Overall Interpolation Factor    : 147
     Overall Decimation Factor       : 640
     Number of Filters               : 3
     Multiplications per Input Sample: 27.667188
     Number of Coefficients          : 8631
     Filters:                         
        Filter 1:
        dsp.FIRDecimator     - Decimation Factor   : 2 
        Filter 2:
        dsp.FIRDecimator     - Decimation Factor   : 2 
        Filter 3:
        dsp.FIRRateConverter - Interpolation Factor: 147
                             - Decimation Factor   : 160 
     '

SRC является трехступенчатым фильтром: две конечные импульсные характеристики дециматоры с последующим преобразователем скорости конечной импульсной характеристики.

Инициализируйте источник синусоиды. Синусоида имеет два тона: один с частотой 2000 Гц и другой с частотой 5000 Гц.

source = dsp.SineWave ('Frequency',[2000 5000],'SampleRate',192000,...
    'SamplesPerFrame',1280);

Инициализируйте анализатор спектра, чтобы увидеть входной и выходной сигналы.

Fsin = SRC.InputSampleRate;
Fsout = SRC.OutputSampleRate;
specanainput = dsp.SpectrumAnalyzer('SampleRate',Fsin,...
    'PlotAsTwoSidedSpectrum',false,...
    'ShowLegend',true,'YLimits',[-120 30],...
    'Title','Input signal',...
    'ChannelNames', {'Input'});
specanaoutput = dsp.SpectrumAnalyzer('SampleRate',Fsout,...
    'PlotAsTwoSidedSpectrum',false,...
    'ShowLegend',true,'YLimits',[-120 30],...
    'Title','Rate Converted output',...
    'ChannelNames', {'Rate Converted output'});

Поток входного сигнала и преобразуйте частоту дискретизации сигнала.

for Iter = 1 : 5000
    input = sum(source(),2);
    noisyinput = input + (10^-5)*randn(1280,1);
    output = SRC(noisyinput);
    specanainput(noisyinput);
    specanaoutput(output);
end

Показанный спектр является односторонним в области значений [0 Fs/2]. Для анализатора спектра, показывающего вход, Fs/2 равно 192000/2. Для анализатора спектра, показывающего выход, Fs/2 составляет 44100/2. Следовательно, частота дискретизации сигнала изменилась с 192 кГц до 44,1 кГц.